CN106103391B - 中和剂在烯烃或苯乙烯生产中的用途 - Google Patents

中和剂在烯烃或苯乙烯生产中的用途 Download PDF

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Abstract

本发明一般地涉及用于在烯烃或苯乙烯生产厂中中和酸性流的组合物和方法。更具体地，本发明涉及用于蒸汽裂化器过程中的稀释蒸汽系统的中和剂及其用于减少所述系统中的酸腐蚀和结垢的用途。

Description

中和剂在烯烃或苯乙烯生产中的用途
技术领域
本发明一般地涉及用于中和烯烃或苯乙烯生产厂中酸性流的组合物和方法。更具体地，本发明涉及用于蒸汽裂化器过程中的稀释蒸汽系统的中和剂及其用于减少酸腐蚀、最小化结垢和防止产物污染的用途。
背景技术
稀释蒸汽在通过使烃原料热解产生乙烯、丙烯和其他副产物的过程中是整体组分。稀释蒸汽通过减小裂解炉中的烃分压来促进期望烯烃的形成并且其通过减慢焦炭沉积的速率来延长炉的运行时长。
在烃原料于裂解炉中热解之后，必须将流出物气体快速冷却(即，淬灭)以防止反应烯烃重组成不期望的低聚物、聚合物和稠合芳香族结构的混合物。在该淬灭过程期间，使蒸汽冷凝并且将所得的热水用于热回收，对水冷凝物进一步冷却以用于淬灭过程中，并且处理一部分的冷凝物用于稀释蒸汽的再利用。
该“蒸汽裂解”过程(在稀释蒸汽的存在下热解烃原料)还产生少量不太期望的副产物，如一氧化碳、二氧化碳、乙醛和乙酸。有机酸、乙酸、丙酸、甲酸以及较小程度高级C4-C6有机酸促进了急冷水系统、急冷水清洁容器(油/水分离器、聚结器、工艺水汽提塔)和稀释蒸汽发生器的水性环境中的腐蚀。“稀释蒸汽系统”(包括急冷水系统、油/水分离器、工艺水汽提塔、稀释蒸汽发生器和稀释蒸汽管道的系统)中酸性条件的另一个因素是由硫化合物裂解形成的基于硫的酸，所述硫化合物与所述烃原料一起供给或添加到所述烃原料中。用碱性剂中和这些酸性副产物。
在许多系统中，选择用于稀释蒸汽系统的中和剂是苛性的、NaOH，并且该碱化剂是成本有效的，前提条件是：稀释蒸汽发生器具有足够的尺寸或者防止意外携带(carry-over)具有稀释蒸汽的钠离子的设计特征。低水平携带具有稀释蒸汽的钠可导致较大程度的炉焦化和较短的炉运行时长，同时高水平携带钠会破坏炉辐射管的机械特性(例如，钠脆性)。
为了避免与钠携带相关的危害，许多乙烯生产者已经选择使用中和胺来控制稀释蒸汽系统中的pH。尽管单乙醇胺(MEA)是成本有效的胺，但是其在稀释蒸汽冷凝物中与乙酸反应以形成MEA-乙酸盐。在水溶液中，所述盐产生缓冲的pH条件，其中少量添加酸不会极大降低pH并且少量添加碱不会极大提高pH。虽然该缓冲条件防止了pH转变为更具腐蚀性的酸性体系，但是其也需要使用大量的MEA将pH升高至保护性pH范围以避免铁氧化物的溶解并从而防止腐蚀。
虽然MEA在蒸汽锅炉中具有相对低的挥发度比率，但是在锅炉中一些胺将会携带于蒸汽相。当胺如MEA进入裂解炉时，胺被裂解以形成氨和烃副产物。对于乙烯产物而言氢是污染物，因为其使用于生产聚乙烯和乙烯共聚物的催化剂中毒。当乙烯产物由于氨不合格时，将乙烯产物直接运送至燃烧系统直到产物又合格为止。由于氨是碱，所以其可升高稀释蒸汽烯烃的急冷水中的pH。如果氨的添加不受控制，则急冷水可变成强碱并且可促进急冷油/水分离器中稳定的乳液，从而导致稀释蒸汽发生器的过早结垢。
因此，需要更有效的中和剂。
发明内容
本发明的一个方面是一种用于抑制乙烯生产厂中设备结垢和腐蚀的方法。所述方法包括将中和剂注入到稀释蒸汽系统中，所述中和剂的挥发度指数小于0.005，并且pKa为约12至约20。所述中和剂还基本上不含钠，并且当所述中和剂为胆碱盐时，通过约2重量％至约10重量％烷醇胺使所述胆碱盐稳定。
本发明的另一个方面是一种用于抑制苯乙烯生产厂中设备结垢和腐蚀的方法。所述方法包括将中和剂注入到稀释蒸汽系统中，所述中和剂的挥发度指数小于0.005并且pKa为约12至约20，并且基本上不含钠。
又一个方面是一种用于抑制乙烯或苯乙烯生产厂中设备结垢和腐蚀的方法。所述方法包括将中和剂注入到稀释蒸汽系统中。所述中和剂包括通过约2重量％至约10重量％烷醇胺稳定的胆碱盐。
本发明的再一个方面是一种稳定的胆碱组合物，其包括胆碱盐、溶剂以及基于所述组合物的总重量约2重量％至约10重量％的烷醇胺。
其他目的和特征将在下文中部分明显而部分被指出。
附图说明
图1是烯烃稀释蒸汽系统的示意图。
图2是苯乙烯稀释蒸汽系统的示意图。
图3是pH与用于100％w/w单乙醇胺(MEA)、66.4％w/w MEA、39.6％w/w氢氧化胆碱和12％w/w MEA、41％w/w氢氧化胆碱和9％w/w MEA、42.3％w/w氢氧化胆碱和6％w/w MEA以及43.4％w/w氢氧化胆碱和3％w/w MEA的中和剂浓度的关系图。
所有图中相应的参考标记表示相应的部件。
具体实施方式
已经发现用于乙烯和苯乙烯生产厂的中和剂有效地防止或减少了设备由于不期望的烃沉积物而结垢并且抑制了产物污染。这样的中和剂具有相对高的pKa和相对低的挥发度指数(V/L)并且基本上不含钠。
高pKa使得中和剂有效地提高了稀释蒸汽系统中水溶液的pH，同时使所需中和剂的量最小化。在选择具有高pKa的中和剂时，一旦按化学计量中和酸时，则只需要略微过量的高pKa中和剂提高锅炉水的pH。中和剂的高pKa有助于降低废水系统中所需的处理水平，因为其允许使用更少量的中和剂。
由于中和剂的低挥发度，中和剂将与锅炉中的蒸汽相一起离开是不太可能的。由于中和剂不太可能在蒸汽相中，所以中和剂也不太可能到达热解炉。当用作中和剂的胺进入热解炉时，其被裂解以形成氨和烃。氢是乙烯产物中的污染物，因为其使聚合催化剂中毒。氨也可提高急冷水的pH，但是当氨添加不受控制时，急冷水可达到过高的pH并且可形成乳液，这妨碍了油与水的分离。中和剂的低挥发度避免形成这些可导致稀释蒸汽发生器结垢的乳液。
中和剂不含钠或基本上不含钠，使得不发生或最小限度地发生携带钠离子进入炉中。这样的携带可导致炉焦化、较短的炉运行时长或炉辐射管的钠脆性。钠脆性使得辐射管变得像玻璃并且显著地缩短了炉辐射管的使用寿命。如果中和剂或包括中和剂的组合物含有一定量的钠，所述一定量的钠不会导致炉焦化或导致稀释蒸汽系统中任意组分的钠脆性，则中和剂“基本上不含钠”。优选地，中和剂不合钠。
本发明的方法抑制了乙烯生产厂中设备的结垢和腐蚀，并且包括将中和剂注入到稀释蒸汽系统中，所述中和剂的挥发度指数小于0.005，并且pKa为约12至约20，并且基本上不含钠。
一种用于抑制乙烯生产厂中设备结垢和腐蚀的方法，所述方法包括将中和剂注入到稀释蒸汽系统中，所述中和剂包括通过约2重量％至约10重量％烷醇胺稳定的胆碱盐。
使烃进料裂解的过程产生期望的烯烃，主要是C2-C4烯烃，如乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯。裂解过程还产生副产物，如一氧化碳、二氧化碳、乙醛以及有机酸，如乙酸、丙酸、甲酸和一些C4至C6有机酸。另外，一些基于硫的酸是使包括于烃进料中的硫化合物裂解的产物。向稀释蒸汽系统中添加中和剂减小了对系统的损害，所述损害可由存在以上更加详细描述的这些副产物中的一些所导致。
用于本文所述的方法中的稀释蒸汽系统可包括炉、急冷水塔、急冷水分离器、聚结器、工艺水汽提塔和稀释蒸汽发生器。用于乙烯生产的典型稀释蒸汽系统示于图1中，其中将烃原料10供给至热解炉12中，并且将包括于流出物管线14中的来自热解炉的流出物供给至急冷水塔20。急冷水塔20通过喷射来自急冷水塔20顶部的冷水来降低架空管线24中气体的温度。该过程回收能量，减少了不期望的副反应并且使热解气体的一部分冷凝。急冷水塔底部物包括于急冷水塔管线22中并且被运送至急冷水分离器30中。急冷水分离器30将烃与水分离，并且在清洁离开急冷水塔的水中是第一步。轻质烃包括于轻质烃管线34中，并且从包括于急冷水分离器管线32中的水分离，所述急冷水分离器管线32中的水被运送至包括过滤器36和聚结器40的聚结器单元。聚结器单元还通过使用回收固体的过滤器36和减少烃的聚结器40移除有机和固体材料来改善工艺水的质量。首先将来自急冷水分离器30的包括于急冷水分离器管线32中的水运送至聚结器单元的过滤器36，并且在过滤之后将包括于过滤器管线38中的水运送至聚结器40。聚结器40将轻质油与水分离。将来自聚结器的包括于轻质油管线44中的轻质油运送至急冷水分离器30，并且将包括于聚结器管线42中的来自聚结器的水运送至工艺水汽提塔50。工艺水汽提塔50通过移除硫化氢、二氧化碳、氨和轻质烃来纯化工艺水。通常将包括于气体管线54中的气体运送至急冷水塔20，并且将来自工艺水汽提塔50的包括于工艺水汽提塔管线52中的底部物运送至稀释蒸汽发生器60。可根据需要将稀释蒸汽补充物56添加至工艺水汽提塔50。稀释蒸汽发生器60使用急冷油或中压蒸汽产生稀释蒸汽。稀释蒸汽发生器60中的蒸汽包包括消除携带杂质的除雾垫(demister pad)，并且通过排料64净化所述杂质。将经处理的稀释蒸汽62导向进料管线10以使稀释蒸汽再循环返回至热解炉12中。
可在用于乙烯生产的稀释蒸汽系统内的一个或更多个点处注入中和剂。可将中和剂以一定浓度注入到工艺水汽提塔与稀释蒸汽发生器之间的工艺水汽提塔管线中以使稀释蒸汽发生器中水溶液的pH保持为约9至约12，优选为约9.5至约10.5，从而减少稀释蒸汽发生器的腐蚀或结垢。例如在图1中，可将中和剂注入到稀释蒸汽发生器注入点58进入到工艺水气体管线52中以使稀释蒸汽发生器60中水溶液的pH维持为约9至约12，优选为约9.5至约10.5。
可将中和剂以一定浓度注入到急冷水塔与急冷水分离器之间的急冷水塔管线中以使急冷水塔分离器中水溶液的pH保持为约5.5至7.5，从而减少急冷水分离器的腐蚀。例如在图1中，可将急冷水分离器点28处的中和剂注入到急冷水塔管线22中以提供在急冷水分离器30中pH为约5.5至约7.5的水溶液。
可将中和剂以一定浓度注入到聚结器与工艺水汽提塔之间的急冷水分离器管线中以使工艺水汽提塔中水溶液的pH保持为约8至9，从而减少工艺水汽提塔的腐蚀和结垢，并且降低离开工艺水汽提塔的蒸气的氨污染。例如在图1中，可将在工艺水汽提塔注入点48处的中和剂注入到聚结器管线42中以使工艺水汽提塔50中水溶液的pH维持为约8至约9。
本发明的另一方面是一种用于抑制乙烯生产厂中设备结垢和腐蚀的方法。所述方法包括将包括胆碱盐的中和剂注入到稀释蒸汽系统中。所述稀释蒸汽系统包括炉、急冷水塔、急冷水分离器、聚结器、工艺水汽提塔和稀释蒸汽发生器，并且将所述中和剂(i)以一定浓度注入到所述工艺水汽提塔与所述稀释蒸汽发生器之间的工艺水汽提塔管线中以使所述稀释蒸汽发生器排料中水溶液的pH保持为约9至约12，从而减少所述稀释蒸汽发生器的腐蚀或结垢；(ii)以一定浓度注入到所述急冷水塔与所述急冷水分离器之间的急冷水塔管线中以使所述急冷水分离器中水溶液的pH保持为约5.5至7.5，从而减少急冷水分离器的腐蚀；以及(iii)以一定浓度注入到所述聚结器与所述工艺水汽提塔之间的聚结器管线中以使工艺水汽提塔底部排料中水溶液的pH保持为约8至9，从而减少所述工艺水汽提塔的腐蚀或结垢，并且降低离开所述工艺水汽提塔的蒸气的氨污染。
本发明的方法抑制了苯乙烯生产厂中设备的结垢和腐蚀，并且包括将中和剂注入到稀释蒸汽系统中，所述中和剂的挥发度指数小于0.005，并且pKa为约12至约20，并且基本上不含钠。
一种用于抑制苯乙烯生产厂中设备结垢和腐蚀的方法，所述方法包括将中和剂注入到稀释蒸汽系统中，所述中和剂包括通过约2重量％至约10重量％烷醇胺稳定的胆碱盐。
用于苯乙烯生产的典型稀释蒸汽系统示于图2中，其中将进料管线106中的乙基苯原料与来自过热器管线112的过热蒸汽混合，并且经由管线108供给反应器120并反应。将包括于反应器管线122中的来自反应器的流出物导向一系列热交换器(例如，热交换器130、热交换器134和热交换器138)以冷却并冷凝反应器流出物。将热交换器130的内容物通过热交换器管线132导向热交换器134，将热交换器134的内容物通过热交换器管线135导向热交换器138。将热交换器138的内容物通过热交换器管线139转移至分离器140，其将使排出气(vent gas)与冷凝物和粗苯乙烯分离。将来自分离器140的排出气通过排出气管线142导向气/液分离器150，并且将来自排出气冷凝器的排出气通过排出气冷凝器管线154导向排出气压缩机156。将经压缩的排出气通过压缩机管线157导向压缩机热交换器158并且通过废气管线159作为废气(off gas)运送。
将来自分离器140的冷凝物通过分离器管线146导向工艺水汽提塔160。将工艺水汽提塔底部物通过工艺水汽提塔管线162导向稀释蒸汽发生器170。可将来自稀释蒸汽发生器170的蒸汽通过稀释蒸汽发生器管线176导向过热器110。将从过热器110中释放的蒸汽通过过热器管线112导向反应器120中以与乙基苯反应。
可在用于乙烯生产的稀释蒸汽系统内的一个或更多个点处注入中和剂。可将中和剂以一定浓度注入到两个热交换器之间的热交换器管线中以使来自所述分离器的冷凝物的pH保持为约6.5至约7.5，从而减少热交换器或分离器的腐蚀或结垢。例如在图2中，可在热交换器注入点136处将中和剂注入到热交换器管线135中以使分离器140中水溶液的pH维持为约6.5至约7.5。
此外，可将中和剂以一定浓度注入到分离器与排出气冷凝器之间的排出气管线中以使排出气冷凝器冷凝物的pH保持为约6.5至7.5，从而减少所述排出气压缩机的腐蚀。例如在图2中，可在排出气注入点144处将中和剂注入到排出气管线142中以使排出气冷凝器150中的冷凝物的pH维持为约6.5至7.5。
另外，可将中和剂以一定浓度注入到分离器与工艺水汽提塔之间的分离器管线中以使工艺水汽提塔底部物中水溶液的pH保持为约8.8至9.2，从而减少工艺水汽提塔的腐蚀或结垢，并且降低离开工艺水汽提塔的蒸气的氨污染。例如在图2中，可在分离器管线注入点148处将中和剂注入到分离器管线146中以使工艺水汽提塔160中水溶液的pH维持为约8.8至约9.2。
另外，可将中和剂以一定浓度注入到工艺水汽提塔与稀释蒸汽发生器之间的工艺水汽提塔管线中以使稀释蒸汽发生器排料的pH保持为约9.5至10.5，从而减少所述稀释蒸汽发生器的腐蚀。例如在图2中，可在工艺水汽提塔注入点164处将中和剂注入到工艺水汽提塔管线162中以使稀释蒸汽发生器170的pH维持为约9.5至约10.5。
本发明的另一个方面是一种用于抑制苯乙烯生产厂中设备结垢和腐蚀的方法。该方法包括将包括胆碱盐的中和剂注入到稀释蒸汽系统中，其中所述稀释蒸汽系统包括过热器、反应器、多个热交换器、分离器、排出气冷凝器、排出气压缩机、工艺水汽提塔和稀释蒸汽发生器，并且其中将所述中和剂(i)以一定浓度注入到两个热交换器之间的热交换器管线中以使来自所述分离器的冷凝物的pH保持为约6.5至约7.5，从而减少热交换器或分离器的腐蚀或结垢；(ii)以一定浓度注入到分离器与排出气冷凝器之间的排出气管线中以使排出气冷凝器冷凝物的pH保持为约6.5至约7.5，从而减少排出气压缩机的腐蚀；(iii)以一定浓度注入到分离器与工艺水汽提塔之间的分离器管线中以使工艺水汽提塔底部中水溶液的pH保持为约8.8至9.2，从而减少工艺水汽提塔的腐蚀或结垢，并且降低离开工艺水汽提塔的蒸气的氨污染；以及(iv)以一定浓度注入到工艺水汽提塔与稀释蒸汽发生器之间的工艺水汽提塔管线中以使所述稀释蒸汽发生器排料的pH保持为约9至约12，优选为约9.5至约10.5，从而减少稀释蒸汽发生器的腐蚀。
腐蚀控制和操作pH之间的关系是直接的：酸性pH条件是腐蚀性的，而碱性条件引起腐蚀较小。pH控制与结垢之间的关系不是直接的。对于乙烯裂解过程而言，急冷水塔和油/水分离器中的高pH增加了稳定烃/水乳剂的形成。热解汽油的组合物可包括许多倾向于聚合反应的反应性烯烃和二烯烃。工艺水汽提塔中的工艺条件和反应物可促进聚合，同时发生在油/水分离器中不能解决的从乳剂移除溶剂。反过来，该聚合物生产和溶剂移除可导致在工艺水汽提塔的底部和稀释蒸汽发生器中结垢物(例如，烃聚合物)沉积。
当将常规胺(最通常是烷醇胺)用作蒸汽稀释系统中和剂时，急冷水pH的初始控制没有问题。然而，在该操作的初始阶段期间和之后，少量的胺可与稀释蒸汽一起离开，并且可在炉中被热解，从而产生氨。由于氨是挥发性碱化剂，当形成时，其在急冷水塔和油/水分离器中累积。这种氨累积导致急冷水的pH上升至期望的pH设定点以上，并且升高的pH促进了稳定乳液的形成。当氨累积超过急冷水系统的饱和限制时，氨可与裂解的气体一起输送至纯化系统。氨与乙烯馏分一起蒸馏并且会污染最终的产物。因此，提供对乙烯加工中产生的氨的控制是有利的。
中和剂的挥发度指数(或V/L之比)是在特定大气压下气态与液态之间中和剂分配的测量。挥发度指数通过操作小锅炉单元来测定。锅炉装有去离子水并且将一定测量量的中和剂添加到水中。将锅炉加热至特定的压力并且当在该压力下达到稳定态时，冷凝并收集蒸汽样品，并且同时收集锅炉水样品。然后分析两种水样品的中和剂浓度。然后通过蒸汽中中和剂的浓度除以水中中和剂的浓度计算挥发度指数。然后，将锅炉进一步加热至下一个期望的压力并且当达到稳定态时，收集另一组样品。
中和剂可包括胆碱盐。优选地，所述胆碱盐是氢氧化胆碱。
当中和剂是胆碱盐时，可有利地使胆碱盐稳定以提供稳定的胆碱组合物，所述稳定的胆碱组合物包括胆碱盐、溶剂以及基于组合物的总重量约2重量％至约10重量％的烷醇胺。
基于所述组合物的总重量，稳定的胆碱组合物的胆碱盐浓度为约10重量％至约50重量％、约15重量％至约30重量％、约15重量％至约25重量％或者约20重量％。
稳定的胆碱组合物可包括烷醇胺，如甲醇胺、乙醇胺(即，单乙醇胺(MEA))、丙醇胺、丁醇胺或其组合。优选地，所述烷醇胺是甲醇胺、乙醇胺或其组合。更优选地，烷醇胺包括乙醇胺(MEA)。
基于所述组合物的总重量，稳定的胆碱组合物可包括浓度为约3重量％至约8重量％、约4重量％至约6重量％或约5重量％的烷醇胺。
稳定的胆碱组合物中的溶剂可包括水。
在操作实践中，乙烯厂是原料组合物、工艺流动速率、温度波动和另一些工艺条件方面较小偏移的动态过程，并且因此，待中和的酸的浓度可轻微变化。另外地，本发明优选的稳定中和剂是有利的，因为溶液的pH与所使用的中和剂的浓度之间的关系(即，中和曲线)在pH为9时在pH中几乎垂直升高，并且当中和剂的浓度保持溶液的pH为9至12、优选为9.5至10.5时降至更缓慢的pH升高。在稀释蒸汽发生器中寻求这种9至12的pH目标、优选地9.5至10.5，其中最关注腐蚀。这种用于本文所述中和剂的中和曲线意指，需要较少的中和剂来在期望的pH值下维持用于中和(例如，稀释蒸汽)的溶液。
可以以本领域技术人员已知的多种方式将中和剂注入到系统中。注入控制可以是微处理器、中央处理单元或者能够处理输出自酸测量装置的信号并且控制响应该信号的中和剂分配速率的任意其他相似装置。所述注入控制可以与中和剂注入器是一体的或者其可以是独立的。合适的注入控制器将包括本领域公知的控制系统。
酸浓度探测器可以是能够产生响应稀释蒸汽系统中酸浓度的信号的许多装置中的任一者。自动化滴定仪是特别有效的酸测量装置。许多适用于所述系统的自动化滴定仪是商购的，包括来自Rosemount Inc.、Honeywell、Hach或Mettler Toledo的那些。
已经详细地描述了本发明，明显的是，可修改和改变而不背离所附权利要求中所确定的本发明的范围。
实施例
提供以下非限制性实例以进一步举例说明本发明。
实施例1：用纯乙醇胺(MEA)滴定1300ppm的乙酸
为了测试MEA作为中和剂的比较中和效力，首先根据以下步骤稀释所述溶液。向玻璃容器中添加10.0g的纯净MEA。使用去离子水将该溶液稀释至总质量为500g。
1300ppm乙酸溶液通过向500mL容量瓶中添加0.652g的99.7％(纯度)冰醋酸来制备。向该瓶中添加去离子水以得到500mL的最终溶液。将该溶液的30mL等分试样添加到100mL滴定小瓶中。使用pH计测量所述溶液的初始pH。其后，每次以少量将纯净MEA的稀释溶液添加到所述小瓶中，同时在每个点处测量溶液的pH。继续滴定直到溶液的目标pH为10.5。为了达到该pH，需要8154ppm的中和剂。
实施例2：用氢氧化胆碱滴定1300ppm的乙酸
在比较中和的第二个实施例中，在根据实施例1的步骤用1300ppm的乙酸滴定之前，首先稀释45％(w/w)氢氧化胆碱。继续滴定直到溶液的目标pH为10.5；需要4820ppm的中和剂达到该pH。
实施例3：乙酸的锅炉-MEA制剂中和
在操作乙烯厂锅炉的温度下，MEA是挥发性的使得三分之一中和剂在中和水中的酸之前蒸发。为了模拟锅炉中留下的MEA浓度，制备包括66.4％(w/w)的MEA和33.6％(w/w)去离子水的制剂。按照实施例1中的步骤使用该制剂中和30mL的1300ppm乙酸。为了达到10.5的目标pH，将总量为9792ppm的中和剂制剂添加到乙酸溶液中。
实施例4：用重质中和剂制剂滴定1300ppm的乙酸
重质中和剂制剂通过混合MEA与45％(w/w)的氢氧化胆碱来制备。通过举例，重质中和剂制剂通过将3g的乙醇胺(MEA)添加到包括97g的45％(w/w)氢氧化胆碱水溶液的玻璃瓶中来制备。这个包括3％(w/w)的EMA和43.4％(w/w)的氢氧化胆碱水溶液。如在实施例1中，首先用去离子水稀释10g的这种中和剂得到500g的总质量。
将实施例1中制备的1300ppm乙酸的相同储备溶液用于包括3％(w/w)MEA和43.4％(w/w)的氢氧化胆碱的的重质中和剂的稀释溶液的滴定。类似于实施例2，以少量添加重质中和剂制剂的稀释溶液，同时在每次添加中和剂之后检测溶液的pH直到溶液的pH为碱性并且pH平稳。消耗了总浓度为4846ppm的这种重质中和剂以得到10.5的pH。
类似地制备其他制剂，稀释并用1300ppm的乙酸滴定。达到10.5的pH条件所需的制剂组合物和浓度示于下表中。一些制剂的滴定曲线示于图3中。
保持1300ppm的乙酸溶液的pH为10.5所需的重质中和剂制剂和量(ppm)
Figure BDA0001116300280000111
*在一些注入的MEA蒸发之后锅炉中MEA的百分数
实施例5：在室温下存储的经处理和未经处理的氢氧化胆碱溶液的稳定性
向96g水性氢氧化胆碱溶液(20.3重量％)的样品中添加4.0g乙醇胺。向第二个样品中不添加乙醇胺。将样品在25℃下存储在通风橱中约12个月的时间。使用分光光度计(λmax＝410nm)检测样品随着时间的分解。在分解时，初始无色的氢氧化胆碱溶液变为黄色；随着分解的进行，溶液变为棕色。除了颜色的改变，分解过程导致悬浮并且然后沉淀的固体的形成。
实施例6：经处理和未经处理的氢氧化胆碱溶液在55℃下培养397天的稳定性
向96g水性氢氧化胆碱溶液(20重量％)样品中添加4.0g乙醇胺。向第二个样品中不添加MEA。还制备另外的未经处理的水性氢氧化胆碱(45重量％)样品。然后将三个样品在55℃的温度下培养397天。
在397天之后，将三个样品从培养箱中移出并视觉上检查。未经处理的45重量％氢氧化胆碱样品具有棕色上清液并且在容器底部具有棕色沉积物。未经处理的20重量％氢氧化胆碱样品也具有棕色上清液，但仅观察到少量的棕色沉积物。经处理的20重量％氢氧化胆碱样品没有任何沉积物，并且颜色为淡琥珀色。
使用分光光度计，在410nm的吸光度下分析经处理和未经处理的20重量％氢氧化胆碱溶液的未稀释的等分试样的分解。经处理的样品的吸光度为2.850，而未经处理的样品的吸光度为3.315。然后使用各样品0.5mL等分试样(已经用9.5mL的去离子水稀释)进行另外吸光度的测量。经处理的稀释样品的吸光度为0.380，而未经处理的稀释样品的吸光度为0.786。
实施例7：经处理和未经处理的氢氧化胆碱溶液在55℃下培养20天的稳定性
水性氢氧化胆碱(20.83重量％)的储备溶液通过用48.552g去离子水稀释40.195g水性氢氧化胆碱溶液(45重量％)来制备。向24.0g储备溶液样品中添加1.0g乙醇胺。向第二个24.0g储备溶液样品中添加1.0g去离子水。然后将样品在55℃下培养。每隔一段时间，取回各样品0.5mL等分试样并用9.5mL去离子水稀释，然后在λmax＝410nm下测量其吸光度。在T＝0、3、8、10、16和20天时取等分试样。作为时间函数的经处理和未经处理的水性氢氧化胆碱溶液样品的吸光度数据示于下表中。
培养天数 20％胆碱(未经处理的) 20％胆碱(经处理的)
0 0.004 0.004
3 0.016 0.008
8 0.048 0.019
10 0.053 0.02
16 0.063 0.033
20 0.088 0.042
397 0.786 0.380
当介绍本发明的元素或其优选的实施方案时，冠词和“所述”意指具有一个或更多个元素。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在为包括性的并意指除了所列元素以外还可以有另外的元素。
鉴于以上，可以看出，实现了本发明的数个目的并且获得其他有利的结果。
因为可对上述组合物和方法做出多种改变而不背离本发明的范围，所以这意味着，包括于上述描述并且示于附图中的所有内容将被解释为说明性的而不是限制的含义。

Claims (12)

1.一种用于抑制乙烯或苯乙烯生产厂中设备的结垢和腐蚀的方法，所述方法包括将中和剂注入到稀释蒸汽系统中，所述中和剂的挥发度指数小于0.005，并且pKa为12至20，并且基本上不含钠，其中所述中和剂为胆碱盐，通过基于稳定的胆碱盐的总重量2重量％至10重量％烷醇胺使所述胆碱盐稳定。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烷醇胺包括乙醇胺。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述胆碱盐为氢氧化胆碱。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述乙烯生产厂的所述稀释蒸汽系统包括炉、急冷水塔、急冷水分离器、聚结器、工艺水汽提塔、和稀释蒸汽发生器，并且其中将所述中和剂
(i)以一定浓度注入到所述工艺水汽提塔与所述稀释蒸汽发生器之间的工艺水汽提塔管线中以使所述稀释蒸汽发生器排料中水溶液的pH保持在9至12，从而减少所述稀释蒸汽发生器的腐蚀或结垢；或者
(ii)以一定浓度注入到所述急冷水塔与所述急冷水分离器之间的急冷水塔管线中以使所述急冷水分离器中水溶液的pH保持为5.5至7.5，从而减少所述急冷水分离器的腐蚀；或者
(iii)以一定浓度注入到所述聚结器与所述工艺水汽提塔之间的聚结器管线中以使所述工艺水汽提塔底部排放物中水溶液的pH保持为8至9，从而减少所述工艺水汽提塔的腐蚀或结垢，并且降低离开所述工艺水汽提塔的蒸气的氨污染。
5.根据权利要求4所述的方法，其中将所述中和剂以一定浓度注入到所述工艺水汽提塔与所述稀释蒸汽发生器之间的所述工艺水汽提塔管线中以使所述稀释蒸汽发生器中水溶液的pH保持为9.5至10.5，从而减少所述稀释蒸汽发生器的腐蚀或结垢。
6.根据权利要求4所述的方法，其中将所述中和剂以一定浓度注入到所述急冷水塔与所述急冷水分离器之间的所述急冷水塔管线中以使所述急冷水分离器中水溶液的pH保持为5.5至7.5，从而减少所述急冷水分离器的腐蚀。
7.根据权利要求4所述的方法，其中将所述中和剂以一定浓度注入到所述聚结器与所述工艺水汽提塔之间的所述聚结器管线中以使所述工艺水汽提塔中水溶液的pH保持为8至9，从而减少所述工艺水汽提塔的腐蚀或结垢，并且降低离开所述工艺水汽提塔的蒸气的氨污染。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述苯乙烯生产厂的所述稀释蒸汽系统包括过热器、反应器、多个热交换器、分离器、排出气冷凝器、排出气压缩机、工艺水汽提塔和稀释蒸汽发生器，并且其中将所述中和剂
(i)以一定浓度注入到两个热交换器之间的热交换器管线中以使来自所述分离器的冷凝物的pH保持为6.5至7.5，从而减少所述热交换器或分离器的腐蚀或结垢；或者
(ii)以一定浓度注入到所述分离器与所述排出气冷凝器之间的排出气管线中以使排出气冷凝器冷凝物的pH保持为6.5至7.5，从而减少所述排出气压缩机的腐蚀；或者
(iii)以一定浓度注入到所述分离器与所述工艺水汽提塔之间的分离器管线中以使所述工艺水汽提塔底部物中水溶液的pH保持为8.8至9.2，从而减少所述工艺水汽提塔的腐蚀或结垢，并且降低离开所述工艺水汽提塔的蒸气的氨污染；或者
(iv)以一定浓度注入到所述工艺水汽提塔与所述稀释蒸汽发生器之间的工艺水汽提塔管线中以使所述稀释蒸汽发生器排料的pH保持为9至12，从而减少所述稀释蒸汽发生器的腐蚀。
9.根据权利要求8所述的方法，其中将所述中和剂以一定浓度注入到两个热交换器之间的所述热交换器管线中以使来自所述分离器的冷凝物的pH保持为6.5至7.5，从而减少所述热交换器的腐蚀或结垢。
10.根据权利要求8所述的方法，其中将所述中和剂以一定浓度注入到所述分离器与所述排出气冷凝器之间的所述排出气管线中以使所述排出气冷凝器冷凝物的pH保持为6.5至7.5，从而减少所述排出气压缩机的腐蚀。
11.根据权利要求8所述的方法，其中将所述中和剂以一定浓度注入到所述分离器与所述工艺水汽提塔之间的所述分离器管线中以使所述工艺水汽提塔底部物中水溶液的pH保持为8.8至9.2，从而减少所述工艺水汽提塔的腐蚀或结垢，并且降低离开所述工艺水汽提塔的蒸气的氨污染。
12.根据权利要求8所述的方法，其中将所述中和剂以一定浓度注入到所述工艺水汽提塔与所述稀释蒸汽发生器之间的所述工艺水汽提塔管线中以使所述稀释蒸汽发生器排料的pH保持为9.5至10.5，从而减少所述稀释蒸汽发生器的腐蚀。
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